基于人—机—环境耦合效应的掘进工作面安全高效生产

本文应用人机环境系统工程的科学理论和方法,系统地研究掘进工作面人—机—环境系统的耦合效应,实现掘进工作面的安全、高效生产。文中分析了人—机—环境三个子系统的构成要素,探讨了各子系统和要素之间的关联,并提出增进整个掘进工作面安全高效生产的方法,得出在一定掘进工作面条件下,人的因素是安全生产的核心,通过提高人的素质和能力更好的实现掘进的安全高效。     

煤矿岩巷光面爆破施工关键技术

光面爆破技术在煤矿岩巷掘进中的应用,减少了围岩位移、松动和破坏,增加安全性;解决了巷道超挖现象,节约了材料,降低了成本。本文结合现场施工经验,总结出光面爆破的参数计算公式和一些参考值,并对光面爆破质重控制体系进行了归纳总结。     

煤矿掘进巷道过断层漏顶区域施工技术探析

随着社会经济的快速发展,人们对资源的需求量越来越大。在煤矿资源的开发中常常由于施工技术不当发生安全事故,其中在煤矿掘进的巷道通过断层漏顶区域时更是安全事故频发,安全施工安全采矿已经成为人们越来越关注的话题。通过对煤矿掘进的巷道、断层漏顶区域的施工技术进行探究,希冀对相关行业和技术人员带来一些参考及借鉴。     

不同岩体质量隧道TBM施工性能评价方法

为了预测、评价、提升不同围岩质量隧道TBM施工能力,通过对国内外多个隧道工程TBM施工数据回归分析,建立了设备利用率、掘进速率等TBM施工性能指标随岩体质量的变化规律。统计结果表明TBM设备利用率与岩体质量指标RMR呈线性函数或二次函数关系、TBM掘进速率与岩体质量指标RMR呈二次函数关系;TBM设备利用率随岩体质量参数的增大而递增;TBM掘进速率随岩体质量参数的增大先升高再降低,在III级围岩时达到峰值;TBM施工速度随岩体质量参数的增大先升高再降低,在II级围岩时达到峰值。基于此,提出了不同岩体质量隧道TBM施工性能评价方法,并利用滇中引水工程香炉山隧洞TBM施工数据对该方法进行了验证。研究成果可用于预测拟建隧道TBM施工工期和评价在建隧道TBM施工性能。     

基于改进AHP-PSO的三模盾构掘进模式地质适应性研究

为提出一种可靠的复合盾构各掘进模式地质适应性分析方法,根据地质条件、地质风险、设计参数和工程需求评估影响盾构掘进的关键参数,并基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)算法建立三模盾构的土压、泥水、隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)3种掘进模式的地质适应性评价模型。同时,通过混合逻辑结构改进AHP算法,并结合粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法提高了其一致性检验和权重求解的能力。最后,以广州地铁7号线二期工程萝岗-水西区间三模式盾构施工工程为例进行三模式盾构地质适应性分析及掘进模式选取,得到的掘进模式选取方案在实际工程应用中取得了较好的掘进质量和掘进效率。该工程证实研究成果能对相关工程施工提供可靠的掘进模式选取方法。     

掘进工作面硫化氢涌出运移规律研究及COMSOL数值解算

使用Fick扩散定理来描述硫化氢在掘进工作面的运移规律,结合N-S方程构建的掘进工作面气体流动模型,建立掘进工作面硫化氢运移扩散物理模型。应用COMSOL软件进行多物理场耦合进行数值模拟,模拟结果结合现场数据加以验证。模型计算结果表明:从风筒流出的风流在掘进工作面会形成一个类似"U"型的流场;从掘进机钻头处涌出的硫化氢主要聚集在掘进机前方的回风侧;在掘进机前方的垂直方向上,随距底板距离的增加,硫化氢的浓度逐渐减少;从掘进机前方的进风侧到回风侧,在水平方向上,硫化氢的浓度逐渐增加;在距离底板1.55 m的水平方向上和掘进机司机的位置处,均有扩散后的硫化氢。结果表明:当硫化氢从掘进工作面端面涌出时,治理硫化氢的重点是掘进机的前方以及回风侧,同时兼顾掘进机司机以及其他工作人员的个人防护措施。     

大纵坡隧道复合式TBM掘进推力对管片结构的力学响应分析

TBM在进行大纵坡隧道上坡施工时的掘进推力控制不当,易造成管片错台、上浮甚至结构失稳等问题,因而研究大纵坡隧道TBM掘进推力对管片结构的力学响应具有重要的工程意义。本文以重庆轨道交通9号线刘家台始发井～鲤鱼池站区间坡度为3.9%的复合式TBM隧道施工为例,采用基于荷载-结构法的隧道纵向梁-弹簧模型和数值模拟法,分析了复合式TBM在大纵坡隧道掘进过程中不均匀千斤顶推力作用下产生的附加作用力特征,探究了管片结构在附加作用力影响下内力分布规律及其变形的薄弱区域,以及管片结构变形甚至破坏的表征,从而寻求具体控制TBM施工掘进推力的有效措施。研究成果可为规范大纵坡隧道TBM施工中的推力分区和选值提供借鉴。     

防突防冲区域快速掘进工艺技术研究

巷道是煤矿井下生产的脉络,每年巷道掘进达千万米,保证其在安全状态下快速掘进对保证矿井接续和煤炭产量具有重要作用,可提高安全效益和经济效益。有效防治煤巷掘进冲击地压及煤与瓦斯突出问题,不仅能够保障安全生产,更能加快煤巷掘进速度,为回采工作面消除突出危险性拓展空间和时间。因此,研究煤巷掘进防突防冲技术和工艺是防突防冲工作的重点,是冲击和突出危险矿井实现高产高效的关键,解决冲击地压和煤与瓦斯突出煤层掘进的防突防冲技术问题,既关系到煤矿职工的切身利益和生命安全,同时又是振兴煤炭事业的迫切需要。     

掘进巷道顶板综合防治水技术

为了有效降低某矿10号煤顶板采空区积水的不利影响,本文在10号+11号煤巷道掘进过程中,以切实强化顶板水探测为前提条件,通过留设观察孔、深孔排水等相关策略和方法治理巷道顶板水。